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1、第第十十三三章章第第3节节新知预新知预习习巧设计巧设计名师课名师课堂堂一点通一点通创新演创新演练练大冲关大冲关 随堂检测随堂检测归纳小结归纳小结 课下作业课下作业综合提升综合提升 要点一要点一要点二要点二1观察光的干涉现象，认识干涉条纹观察光的干涉现象，认识干涉条纹 的特点。的特点。2能阐述干涉现象的成因及明暗条纹能阐述干涉现象的成因及明暗条纹 的位置特点。的位置特点。3知道相干光源的概念和产生干涉现知道相干光源的概念和产生干涉现 象的条件。象的条件。 1杨氏干涉实验杨氏干涉实验 (1)物理史实：物理史实： 1801年，英国物理学家年，英国物理学家 成功地观察到了成功地观察到了光的干涉现象，开
2、始让人们认识到光的波动性。光的干涉现象，开始让人们认识到光的波动性。托马斯托马斯杨杨 (2)双缝干涉实验：双缝干涉实验： 实验过程：让一束平行的实验过程：让一束平行的 的单色光投射到的单色光投射到一个有两条狭缝的挡板上，两狭缝相距很近，两狭缝就成了一个有两条狭缝的挡板上，两狭缝相距很近，两狭缝就成了两个波源，它们的频率、相位和振动方向总是两个波源，它们的频率、相位和振动方向总是 的，两个的，两个光源发出的光在挡板后面的空间互相叠加发生光源发出的光在挡板后面的空间互相叠加发生 。 实验现象：在屏上得到实验现象：在屏上得到 的条纹。的条纹。 实验结论：光是一种实验结论：光是一种 。完全相同完全相同
3、相同相同干涉干涉明暗相间明暗相间波波 2光产生干涉的条件光产生干涉的条件 (1)干涉条件：两列光的干涉条件：两列光的 相同、振动方向相同、相同、振动方向相同、相位差恒定。相位差恒定。 (2)相干光源：发出的光能够产生干涉的两个光源。相干光源：发出的光能够产生干涉的两个光源。频率频率1在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏幕上观察到了彩在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏幕上观察到了彩 色干涉条纹，若在双缝中的一缝前放一红色滤光片色干涉条纹，若在双缝中的一缝前放一红色滤光片(只能透只能透过红光过红光)，另一缝前放一绿色滤光片，另一缝前放一绿色滤光片(只能透过绿光只能透过绿光)，已知，已知红光与绿光
4、频率、波长均不相等，这时红光与绿光频率、波长均不相等，这时 ()A只有红光和绿光的双缝干涉条纹，其他颜色的光的双只有红光和绿光的双缝干涉条纹，其他颜色的光的双 缝干涉条纹消失缝干涉条纹消失B红光和绿光的双缝干涉条纹消失，其他颜色的光的干红光和绿光的双缝干涉条纹消失，其他颜色的光的干 涉条纹仍然存在涉条纹仍然存在C任何颜色的光的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有任何颜色的光的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有 光亮光亮D屏上无任何光亮屏上无任何光亮解析：解析：两列光波发生干涉的条件之一是频率相等，利用两列光波发生干涉的条件之一是频率相等，利用双缝将一束光分成能够发生叠加的两束光，在光屏上形双缝将一束
5、光分成能够发生叠加的两束光，在光屏上形成干涉条纹，但分别用绿色滤光片和红色滤光片挡住两成干涉条纹，但分别用绿色滤光片和红色滤光片挡住两条缝后，红光和绿光的频率不相等，不能发生干涉，因条缝后，红光和绿光的频率不相等，不能发生干涉，因此屏上不会出现干涉条纹。综上所述，选项此屏上不会出现干涉条纹。综上所述，选项C正确。正确。答案：答案：C2能发生干涉的两束光应是能发生干涉的两束光应是 ()A亮度一样亮度一样 B颜色一样颜色一样C频率相等频率相等 D传播方向相同传播方向相同解析：解析：产生干涉的条件是两光源的频率相同，振动方产生干涉的条件是两光源的频率相同，振动方向相同，相位差恒定。向相同，相位差恒定
6、。答案：答案：C3从两只手电筒射出的光，当它们照射到同一点时看不到从两只手电筒射出的光，当它们照射到同一点时看不到 干涉条纹，是因为干涉条纹，是因为 ()A手电筒射出的光不是单色光手电筒射出的光不是单色光B周围环境的漫反射光太强周围环境的漫反射光太强C干涉图样太细小看不清楚干涉图样太细小看不清楚D两个光源是非相干光源两个光源是非相干光源解析：解析：两只手电筒属两个各自独立发光的光源，根据物两只手电筒属两个各自独立发光的光源，根据物体的发光机理，二者发出的光是非相干光，因此它们照体的发光机理，二者发出的光是非相干光，因此它们照射到同一点时不发生干涉，因此无干涉条纹，故选项射到同一点时不发生干涉，
7、因此无干涉条纹，故选项A、B、C错误，错误，D正确。正确。答案：答案：D 1双缝干涉的装置示意图双缝干涉的装置示意图 实验装置如图实验装置如图1331所示，有光源、单缝、双缝和所示，有光源、单缝、双缝和光屏。光屏。图图1331 2单缝屏的作用单缝屏的作用 获得一个线光源，使光源有唯一的频率和振动情况，如获得一个线光源，使光源有唯一的频率和振动情况，如果用激光直接照射双缝，可省去单缝屏。杨氏那时没有激光，果用激光直接照射双缝，可省去单缝屏。杨氏那时没有激光，因此他用强光照亮一条狭缝，通过这条狭缝的光再通过双缝因此他用强光照亮一条狭缝，通过这条狭缝的光再通过双缝产生相干光。产生相干光。 3双缝屏的
8、作用双缝屏的作用 平行光照射到单缝平行光照射到单缝S上，又照到双缝上，又照到双缝S1、S2上，这样一上，这样一束光被分成两束频率相同和振动情况完全一致的相干光。束光被分成两束频率相同和振动情况完全一致的相干光。 名师点睛名师点睛 (1)双缝干涉的条件是必须有相干光源，且双缝间的双缝干涉的条件是必须有相干光源，且双缝间的间距必须很小。间距必须很小。 (2)光源不同部位发出的光不一定具有相同的频率和恒光源不同部位发出的光不一定具有相同的频率和恒定的相位差，所以一般情况很难观察到光的干涉现象，杨定的相位差，所以一般情况很难观察到光的干涉现象，杨氏双缝干涉实验采用将一束光氏双缝干涉实验采用将一束光“一
9、分为二一分为二”的方法获得相干的方法获得相干光源。光源。答案答案(1)5107 m(2)暗条纹暗条纹 (1)判断屏上某点为亮条纹还是暗条纹，要看该点到两判断屏上某点为亮条纹还是暗条纹，要看该点到两个光源个光源(双缝双缝)的路程差的路程差(光程差光程差)与波长的比值。与波长的比值。 (2)要记住：路程差等于波长整数倍处出现亮条纹；等要记住：路程差等于波长整数倍处出现亮条纹；等于半波长奇数倍处为暗条纹。于半波长奇数倍处为暗条纹。 (3)上述结论成立的条件是：两个光源情况完全相同。上述结论成立的条件是：两个光源情况完全相同。 1单色光的干涉图样单色光的干涉图样 若用单色光作光源，则干涉条纹是明暗相间
10、的条纹，若用单色光作光源，则干涉条纹是明暗相间的条纹，且条纹间距相等。中央为亮条纹，两相邻亮条纹且条纹间距相等。中央为亮条纹，两相邻亮条纹(或暗条纹或暗条纹)间距离与光的波长有关，波长越大，条纹间距越大。间距离与光的波长有关，波长越大，条纹间距越大。 图图1332 2白光的干涉图样白光的干涉图样 若用白光作光源，则干涉条纹是彩色条纹，且中央条若用白光作光源，则干涉条纹是彩色条纹，且中央条纹是白色的。这是因为：纹是白色的。这是因为： (1)从双缝射出的两列光波中，各种色光都能形成明暗从双缝射出的两列光波中，各种色光都能形成明暗相间的条纹，各种色光都在中央条纹处形成亮条纹，从而相间的条纹，各种色光
11、都在中央条纹处形成亮条纹，从而复合成白色条纹。复合成白色条纹。 (2)两侧条纹间距与各色光的波长成正比，即红光的亮两侧条纹间距与各色光的波长成正比，即红光的亮条纹间距宽度最大，紫光的亮条纹间距宽度最小，即除中央条纹间距宽度最大，紫光的亮条纹间距宽度最小，即除中央条纹以外的其他条纹不能完全重合，这样便形成了彩色干涉条纹以外的其他条纹不能完全重合，这样便形成了彩色干涉条纹。条纹。 名师点睛名师点睛用白光做干涉实验，从红光到紫光其波长用白光做干涉实验，从红光到紫光其波长由大到小，它们的干涉条纹间距也是从大到小，屏中央各色由大到小，它们的干涉条纹间距也是从大到小，屏中央各色光都得到加强，混合成白色，但
12、两侧因条纹间距不同而分开光都得到加强，混合成白色，但两侧因条纹间距不同而分开成彩色，而且同一级条纹内紫外红。成彩色，而且同一级条纹内紫外红。 2关于杨氏双缝干涉实验，下列说法正确的是关于杨氏双缝干涉实验，下列说法正确的是() A用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹 B用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹 C用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色条纹屏上将呈现彩色条纹 D照射单缝的单色光的波长越短，光屏上出现的条照射单缝的单色光的波长越短，光屏上出现
13、的条纹宽度越宽纹宽度越宽 审题指导审题指导 (1)白光和单色光做双缝干涉时的干涉图样的不同。白光和单色光做双缝干涉时的干涉图样的不同。 (2)干涉条纹的宽度与单色光波长的关系。干涉条纹的宽度与单色光波长的关系。 解析解析用白光做杨氏双缝干涉实验，屏上将呈现彩用白光做杨氏双缝干涉实验，屏上将呈现彩色条纹，故色条纹，故A错。用红光作光源，屏上将呈现红色亮条纹错。用红光作光源，屏上将呈现红色亮条纹与暗条纹与暗条纹(即黑条纹即黑条纹)相间，故相间，故B正确。红光和紫光频率不同，正确。红光和紫光频率不同，不能产生干涉条纹，故不能产生干涉条纹，故C错。单色光的波长越短，光屏上错。单色光的波长越短，光屏上出现的条纹越窄，故出现的条纹越窄，故D错。错。 答案答案B(1)白光双缝干涉形成彩色条纹。白光双缝干涉形成彩色条纹。(2)不同颜色的光频率不同不能呈现干涉条纹。不同颜色的光频率不同不能呈现干涉条纹。
高中物理 第十三章 第3节 光的干涉课件 新人教版选修34
